fizyka medyczna - Uniwersytet im. Adama Mickiewicza

Sylabus
WYDZIAŁ FIZYKI
Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu
Instytut/Zakład
Stopień/tytuł naukowy
Imię
Nazwisko
Dr
Przemysław
Grzybowski
Kierunek studiów
Specjalność
Fizyka
Fizyka Medyczna
Nazwa przedmiotu
Rodzaj zajęć
Fizyka statystyczna
Wykład
Liczba godzin:
Rok studiów/tryb
30
Rok akademicki/Semestr
IV r., dzienne
2009-2010/Letni
Punkty ECTS
Zwięzły opis treści przedmiotu
Wykład jest wprowadzeniem do fizyki statystycznej. Poza podstawowymi pojęciami i
postulatami mechaniki statystycznej omawiane są jej zastosowania do opisu stanów
równowagi prostych układów klasycznych i kwantowych. Następnie omówiony jest wstęp do
nierównowagowej mechaniki statystycznej, problem nieodwracalności, zjawiska transportu.
Szczegółowa tematyka zajęć
1. Podsumowanie termodynamiki. Podstawowe pojęcia i postulaty fizyki statystycznej.
Wybrane elementy rachunku prawdopodobieństwa. (2/30)
2. Podstawy mechaniki statystycznej równowagowych układów klasycznych: zespoły
kanoniczne Gibasa i odpowiadające im rozkłady prawdopodobieństw. Statystyczna
definicja entropii. Suma stanów. Fluktuacje energii i liczby cząstek - równoważność
rozkładów. (6/30)
3. Wybrane zastosowania mechaniki statystycznej równowagowych układów klasycznych:
Gaz doskonały i poprawne zliczanie boltzmannowskie, Rozkład prędkości Maxwella,
Uogólniona zasada ekwipartycji energii. (6/30)
4. Elementy fizyki przejść fazowych: Teoria pola średniego dla gazu van der Waalsa i
wyprowadzenie równania stanu. Przejście ciecz-gaz jako przykład przejścia nieciągłego,
separacja faz i konstrukcja Maxwella, stany metastabilne. Teoria pola średniego dla
ferromagnetycznego modelu Isinga. Przejście ferromagnetyk-paramagnetyk jako przykład
przejścia ciągłego, spontaniczne łamanie symetrii. Idea uniwersalności i funkcjonał
Ginzburga-Landaua. (6/30)
5. Podstawy mechaniki statystycznej równowagowych układów kwantowych: pojęcie
stanu czystego i mieszanego, operator gęstości, zespoły. Idealne gazy kwantowe: granica
klasyczna, zdegenerowany gaz fermionów, kondensacja Bosego-Einsteina (4/30)
6. Elementy nierównowagowej fizyki statystycznej: równanie kinetyczne Boltzmanna,
twierdzenie H i nieodwracalność, zjawiska transportu. (6/30)
Sposób oceniania (wymagania)
Udział w ocenie
końcowej
ocena ciągła (bieżące przygotowanie do zajęć i aktywność)
śródsemestralne kolokwia pisemne/ustne
końcowe zaliczenie pisemne/ustne
egzamin pisemny
80%
egzamin ustny
20%
kontrola obecności
praca końcowa semestralna/roczna
inne:
Literatura podstawowa
1. F. Reif, „Fizyka statystyczna”, PWN Warszawa 1971.
2. K. Huang „Mechanika statystyczna”, PWN Warszawa 1978.
3. A. Anzelm „Podstawy fizyki statystycznej”, PWN Warszawa 1978.
Literatura rozszerzona
1. K. Zalewski „Termodynamika i fizyka statystyczna”, PWN Warszawa 1973.
2. N. van Kampen „Procesy stochastyczne w fizyce i chemii”, PWN Warszawa 1990.
3. R. Feynman „Wykłady z mechaniki statystycznej”, PWN Warszawa 1980.
4. J. Łopuszański, A. Pawłowski „Fizyka statystyczna”, PWN Warszawa 1969.
5. L.D. Landau, E.M. Lifszic, „Fizyka statystyczna”, PWN Warszawa 1970.
6. Z. Jacyna –Onyszkiewicz, „Zasady termodynamiki kwantowej”, Wyd. Nauk. UAM
Poznań 1986.